JPH032218B2 - - Google Patents
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- JPH032218B2 JPH032218B2 JP30730986A JP30730986A JPH032218B2 JP H032218 B2 JPH032218 B2 JP H032218B2 JP 30730986 A JP30730986 A JP 30730986A JP 30730986 A JP30730986 A JP 30730986A JP H032218 B2 JPH032218 B2 JP H032218B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Description
(産業上の利用分野)
本発明は耐熱性に優れた高力アルミ合金に係
り、特に高温雰囲気にて使用されるエンジン、コ
ンプレツサー等の部品並びに真空機器の構成部品
などに使用される高力アルミ合金に関する。 (従来の技術及び解決しようとする問題点) 従来、エンジン、コンプレツサー等の部品には
鉄系の材料が使用されていたが、最近、それらの
機械類の出力、燃料効率の向上の観点から、部品
の軽量化の要望が高くなつてきており、アルミ材
料の利用が進められている。 また、真空機器についても、ガス発生率、残留
放射能が小さいことから、アルミ部材の利用が進
んできている。 ところで、これらの機器や部材は常温から200
℃の温度範囲で使用されることが多く、このた
め、使用材料としては常温のみならず高温におい
ても強度の高い材料であることが必要である。 この点、A材料の中でも7075等のA−Zn
−Mg系合金が常温において最も強度が高いこと
が知られているが、これらの合金は高温で長時間
保持した場合、強度が急激に低下するという欠点
がある。 一方、耐熱A合金としては2618合金、2219合
金があるが、これらの材料も高温強度が十分でな
いという欠点がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、常温
から200℃の如く高温までの温度域で、従来の耐
熱A合金2618,2219よりも高強度で且つ耐熱性
に優れた高力アルミ合金を提供することを目的と
するものである。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、従来の
アルミ合金が特に高温強度が充分でないことか
ら、その原因を分析すると共に、常温から高温ま
で高強度を発揮し得る化学成分を見い出すべく鋭
意研究を重ねた結果、特に製造過程の押出加工、
鍛造加工後に実施する溶体化処理においても繊維
組織を維持し、且つ再結晶化を抑制できるように
化学成分をバランスよく調整するならば、常温で
の強度は勿論のこと、特に高温雰囲気に長時間保
持しても高強度を維持できる知見を得て、ここに
本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、Cu:2.5〜4.0%、Mg:
1.0〜2.0%、Ni:0.8〜3.0%、Fe:0.8〜1.5%、
Mn:0.3〜0.6%及びSi:0.1〜0.3%を含有し、且
つ、Zr:0.006〜0.3%を含有し、更に必要に応じ
てCr:0.001〜0.3%及びV:0.001〜0.3%のうち
の1種又は2種を含有し、或いは更に必要に応じ
てTi:0.01〜0.10%を含有し、残部がA及び不
可避的不純物からなることを特徴とする耐熱性に
優れた高力アルミ合金を要旨とするものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 まず、本発明に係る耐熱性に優れた高力アルミ
合金の化学成分の限定理由について説明する。 Cuは常温強度及び高温強度を向上させるのに
必要不可欠の元素である。その含有量が2.5%未
満では、強度向上の効果は少なく、一方、4.0%
を超えて含有させると、融点が低下するため、逆
に強度が低下することになる。従つて、Cu含有
量は2.5〜4.0%とする。 MgはCuと同様に常温強度及び高温強度を向上
させるのに必要不可欠の元素である。その含有量
が1.0%未満では強度向上の効果は少なく、一方、
2.0%を超えて含有させると逆に強度が低下する。
従つて、Mg含有量は1.0〜2.0%とする。 Niは常温強度及び高温強度を向上させる元素
であるが、その含有量が0.8%未満では、強度向
上の効果は少なく、一方、3.0%を超えると合金
中のCuと結び付いて晶出物となるため、逆に強
度が低下する。従つて、Ni含有量は0.8〜3.0%と
する。 Feは高温強度を向上させる元素であるが、含
有量が0.8%未満では、その効果は少なく、一方、
1.5%を超えて含有させると巨大晶出物が発生し
て強度が低下する。従つて、Fe含有量は0.8〜1.5
%とする。 Mnは材料組織を繊維状とし、かつ、再結晶化
を抑制して高温強度を向上させる元素である。再
結晶は鍛造後の熱処理(液体化処理)において発
生しやすいが、このような再結晶化を抑制する点
でMnは特に有効な元素である。しかし、その含
有量が0.3%未満では高温強度の向上の効果は少
なく、一方、0.6%を超えて多量に含有させると
押出加工性、鍛造加工性を劣化させることにな
る。従つて、Mn含有量は0.3〜0.6%とする。 Siは主に常温において強度を向上させる元素で
あるが、含有量が0.1%未満ではその効果は少な
く、一方、0.3%を超えて含有させるとMg固溶量
が低下するため、高温強度が低下する。従つて、
Si含有量は0.1〜0.3%とする。 Zrは材料を繊維組織化し、再結晶化を抑制す
る元素であり、常温から高温において強度を向上
させる元素である。含有量が0.006%未満ではそ
の効果は小さく、一方、0.3%を超えて含有させ
ると巨大晶出物の発生して強度が低下する。従つ
て、Zr含有量は0.006〜0.3%とする。 なお、Cr、Vは材料を繊維組織化し、再結晶
化を抑制する元素であり、常温から高温において
強度を向上させる元素であるので、必要に応じ
て、それらの1種又は2種を適量で含有させるこ
とができる。各元素とも含有量が0.001%未満で
は上記効果は少なく、一方、0.3%を超えて含有
させると巨大晶出物の発生により強度が低下する
ので、それぞれの含有量は0.001〜0.3%とする。 また、これらの上記成分以外に、鋳塊組織を微
細化し、機械的性質を安定させるためにTiを0.01
〜0.10%含有させてもよく、この場合、Ti含有量
が0.01%未満ではその効果がなく、一方、0.10%
を超えると鋳造性を低下させるので好ましくな
い。 上記化学成分を有する高力アルミ合金は、従来
と同様に、鋳造、押出加工、鋳造加工、液体化処
理等を含む工程により製造され、製品加工に供さ
れる。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す化学成分(wt%)を有するアル
ミニウム合金を通常の方法により溶製し、155φ
のビレツトに鋳造した後、所定の均質化処理を行
い、押出温度450℃の条件で40φの丸棒を押出し
た。 次いで、この丸棒を厚さ17mm、幅74mmの断面形
状に熱間鋳造した。鋳造温度は370℃である。 その後、丸棒引張試験片を作成し、T6処理を
行い、常温強度並びに高温長時間保持後(150℃
×100hr)の高温強度を測定した。その結果を第
1表に示す。なお、比較のため、2618合金、2219
合金及び7075合金についても併記した。 同表より、本発明合金No.1〜No.7は、常温でも
高温でも従来の耐熱合金である2618合金、2219合
金よりも強度が高く、特に耐熱性に優れた高力ア
ルミ合金であることがわかる。 また、7075合金との比較においては、常温強度
が若干劣るものの、高温強度においては遥かに優
れた耐熱性を有している。 更に、Mn含有量が少ない比較合金No.8は、本
発明合金よりも高温強度が低い。
り、特に高温雰囲気にて使用されるエンジン、コ
ンプレツサー等の部品並びに真空機器の構成部品
などに使用される高力アルミ合金に関する。 (従来の技術及び解決しようとする問題点) 従来、エンジン、コンプレツサー等の部品には
鉄系の材料が使用されていたが、最近、それらの
機械類の出力、燃料効率の向上の観点から、部品
の軽量化の要望が高くなつてきており、アルミ材
料の利用が進められている。 また、真空機器についても、ガス発生率、残留
放射能が小さいことから、アルミ部材の利用が進
んできている。 ところで、これらの機器や部材は常温から200
℃の温度範囲で使用されることが多く、このた
め、使用材料としては常温のみならず高温におい
ても強度の高い材料であることが必要である。 この点、A材料の中でも7075等のA−Zn
−Mg系合金が常温において最も強度が高いこと
が知られているが、これらの合金は高温で長時間
保持した場合、強度が急激に低下するという欠点
がある。 一方、耐熱A合金としては2618合金、2219合
金があるが、これらの材料も高温強度が十分でな
いという欠点がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、常温
から200℃の如く高温までの温度域で、従来の耐
熱A合金2618,2219よりも高強度で且つ耐熱性
に優れた高力アルミ合金を提供することを目的と
するものである。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、従来の
アルミ合金が特に高温強度が充分でないことか
ら、その原因を分析すると共に、常温から高温ま
で高強度を発揮し得る化学成分を見い出すべく鋭
意研究を重ねた結果、特に製造過程の押出加工、
鍛造加工後に実施する溶体化処理においても繊維
組織を維持し、且つ再結晶化を抑制できるように
化学成分をバランスよく調整するならば、常温で
の強度は勿論のこと、特に高温雰囲気に長時間保
持しても高強度を維持できる知見を得て、ここに
本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、Cu:2.5〜4.0%、Mg:
1.0〜2.0%、Ni:0.8〜3.0%、Fe:0.8〜1.5%、
Mn:0.3〜0.6%及びSi:0.1〜0.3%を含有し、且
つ、Zr:0.006〜0.3%を含有し、更に必要に応じ
てCr:0.001〜0.3%及びV:0.001〜0.3%のうち
の1種又は2種を含有し、或いは更に必要に応じ
てTi:0.01〜0.10%を含有し、残部がA及び不
可避的不純物からなることを特徴とする耐熱性に
優れた高力アルミ合金を要旨とするものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 まず、本発明に係る耐熱性に優れた高力アルミ
合金の化学成分の限定理由について説明する。 Cuは常温強度及び高温強度を向上させるのに
必要不可欠の元素である。その含有量が2.5%未
満では、強度向上の効果は少なく、一方、4.0%
を超えて含有させると、融点が低下するため、逆
に強度が低下することになる。従つて、Cu含有
量は2.5〜4.0%とする。 MgはCuと同様に常温強度及び高温強度を向上
させるのに必要不可欠の元素である。その含有量
が1.0%未満では強度向上の効果は少なく、一方、
2.0%を超えて含有させると逆に強度が低下する。
従つて、Mg含有量は1.0〜2.0%とする。 Niは常温強度及び高温強度を向上させる元素
であるが、その含有量が0.8%未満では、強度向
上の効果は少なく、一方、3.0%を超えると合金
中のCuと結び付いて晶出物となるため、逆に強
度が低下する。従つて、Ni含有量は0.8〜3.0%と
する。 Feは高温強度を向上させる元素であるが、含
有量が0.8%未満では、その効果は少なく、一方、
1.5%を超えて含有させると巨大晶出物が発生し
て強度が低下する。従つて、Fe含有量は0.8〜1.5
%とする。 Mnは材料組織を繊維状とし、かつ、再結晶化
を抑制して高温強度を向上させる元素である。再
結晶は鍛造後の熱処理(液体化処理)において発
生しやすいが、このような再結晶化を抑制する点
でMnは特に有効な元素である。しかし、その含
有量が0.3%未満では高温強度の向上の効果は少
なく、一方、0.6%を超えて多量に含有させると
押出加工性、鍛造加工性を劣化させることにな
る。従つて、Mn含有量は0.3〜0.6%とする。 Siは主に常温において強度を向上させる元素で
あるが、含有量が0.1%未満ではその効果は少な
く、一方、0.3%を超えて含有させるとMg固溶量
が低下するため、高温強度が低下する。従つて、
Si含有量は0.1〜0.3%とする。 Zrは材料を繊維組織化し、再結晶化を抑制す
る元素であり、常温から高温において強度を向上
させる元素である。含有量が0.006%未満ではそ
の効果は小さく、一方、0.3%を超えて含有させ
ると巨大晶出物の発生して強度が低下する。従つ
て、Zr含有量は0.006〜0.3%とする。 なお、Cr、Vは材料を繊維組織化し、再結晶
化を抑制する元素であり、常温から高温において
強度を向上させる元素であるので、必要に応じ
て、それらの1種又は2種を適量で含有させるこ
とができる。各元素とも含有量が0.001%未満で
は上記効果は少なく、一方、0.3%を超えて含有
させると巨大晶出物の発生により強度が低下する
ので、それぞれの含有量は0.001〜0.3%とする。 また、これらの上記成分以外に、鋳塊組織を微
細化し、機械的性質を安定させるためにTiを0.01
〜0.10%含有させてもよく、この場合、Ti含有量
が0.01%未満ではその効果がなく、一方、0.10%
を超えると鋳造性を低下させるので好ましくな
い。 上記化学成分を有する高力アルミ合金は、従来
と同様に、鋳造、押出加工、鋳造加工、液体化処
理等を含む工程により製造され、製品加工に供さ
れる。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す化学成分(wt%)を有するアル
ミニウム合金を通常の方法により溶製し、155φ
のビレツトに鋳造した後、所定の均質化処理を行
い、押出温度450℃の条件で40φの丸棒を押出し
た。 次いで、この丸棒を厚さ17mm、幅74mmの断面形
状に熱間鋳造した。鋳造温度は370℃である。 その後、丸棒引張試験片を作成し、T6処理を
行い、常温強度並びに高温長時間保持後(150℃
×100hr)の高温強度を測定した。その結果を第
1表に示す。なお、比較のため、2618合金、2219
合金及び7075合金についても併記した。 同表より、本発明合金No.1〜No.7は、常温でも
高温でも従来の耐熱合金である2618合金、2219合
金よりも強度が高く、特に耐熱性に優れた高力ア
ルミ合金であることがわかる。 また、7075合金との比較においては、常温強度
が若干劣るものの、高温強度においては遥かに優
れた耐熱性を有している。 更に、Mn含有量が少ない比較合金No.8は、本
発明合金よりも高温強度が低い。
【表】
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明の高力アルミ合金
は、従来の高力アルミ合金と比較して特に高温強
度に優れており、また常温強度においても遜色が
ない。したがつて、高温雰囲気にて使用されるエ
ンジン、コンプレツサー等の部品並びに真空機器
の構成部品等の材料として最適のものであり、そ
の材料用途の拡大に貢献するところが大きい。
は、従来の高力アルミ合金と比較して特に高温強
度に優れており、また常温強度においても遜色が
ない。したがつて、高温雰囲気にて使用されるエ
ンジン、コンプレツサー等の部品並びに真空機器
の構成部品等の材料として最適のものであり、そ
の材料用途の拡大に貢献するところが大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量%で(以下、同じ)、Cu:2.5〜4.0%、
Mg:1.0〜2.0%、Ni:0.8〜3.0%、Fe:0.8〜1.5
%、Mn:0.3〜0.6%、及びSi:0.1〜0.3%を含有
し、且つ、Zr:0.006〜0.3%を含有し、残部がA
及び不可避的不純物からなることを特徴とする
耐熱性に優れた高力アルミ合金。 2 Cu:2.5〜4.0%、Mg:1.0〜2.0%、Ni:0.8
〜3.0%、Fe:0.8〜1.5%、Mn:0.3〜0.6%及び
Si:0.1〜0.3%を含有し、且つ、Zr:0.006〜0.3
%を含有すると共にTi:0.01〜0.10%を含有し、
残部がA及び不可避的不純物からなることを特
徴とする耐熱性に優れた高力アルミ合金。 3 Cu:2.5〜4.0%、Mg:1.0〜2.0%、Ni:0.8
〜3.0%、Fe:0.8〜1.5%、Mn:0.3〜0.6%及び
Si:0.1〜0.3%を含有し、且つ、Zr:0.006〜0.3
%を含有し、更にCr:0.001〜0.3%及びV:0.001
〜0.3%の1種又は2種を含有し、残部がA及
び不可避的不純物からなることを特徴とする耐熱
性に優れた高力アルミ合金。 4 Cu:2.5〜4.0%、Mg:1.0〜2.0%、Ni:0.8
〜3.0%、Fe:0.8〜1.5%、Mn:0.3〜0.6%及び
Si:0.1〜0.3%を含有し、且つ、Zr:0.006〜0.3
%を含有し、更にCr:0.001〜0.3%及びV:0.001
〜0.3%の1種又は2種を含有すると共にTi:
0.01〜0.10%を含有し、残部がA及び不可避的
不純物からなることを特徴とする耐熱性に優れた
高力アルミ合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30730986A JPS63161137A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 耐熱性に優れた高力アルミ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30730986A JPS63161137A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 耐熱性に優れた高力アルミ合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63161137A JPS63161137A (ja) | 1988-07-04 |
JPH032218B2 true JPH032218B2 (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=17967595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30730986A Granted JPS63161137A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 耐熱性に優れた高力アルミ合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63161137A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4290024B2 (ja) * | 2004-01-26 | 2009-07-01 | 古河スカイ株式会社 | 耐熱強度に優れたターボチャージャー用アルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラー |
JP2013204085A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Rinascimetalli:Kk | 金属成型品の製造方法 |
JP6718219B2 (ja) * | 2015-10-22 | 2020-07-08 | 昭和電工株式会社 | 耐熱性アルミニウム合金材の製造方法 |
JP2021025085A (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 高温疲労特性に優れたAl−Cu−Mg系アルミニウム合金押出材 |
JP6829783B2 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-02-10 | 昭和電工株式会社 | 耐熱性アルミニウム合金材の製造方法 |
JP6829782B2 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-02-10 | 昭和電工株式会社 | 耐熱性アルミニウム合金材の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP30730986A patent/JPS63161137A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63161137A (ja) | 1988-07-04 |
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